Possibility of response control of foundation-superstructure system considering dynamic soil-structure interaction during strong earthquakes

强震期间考虑动力土-结构相互作用的地基-上部结构系统响应控制的可能性

基本信息

批准号：
17360265
负责人：
TOKIMATSU Kohji
金额：
$ 10.43万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

Field investigation after recent earthquakes has shown that damage to foundations and superstructures located in similar soil profile could vary. For example, some foundations were damage without significant damage to their superstructures, while some superstructures collapsed without significant damage to their foundations. Such a difference in damage might have been induced partly by the effects of soil-pile-structure interaction and suggests that the effects of dynamic soil-pile-structure interaction should be properly taken into account in seismic design to mitigate damage to superstructure response and pile stresses. In this study, therefore, centrifuge model tests, large shaking table tests, and numerical analysis were conducted, to estimate dynamic soil-pile-structure interaction in various seismic loading conditions and to investigate possibility of new foundation systems. The test results and analysis have shown that (1) The combination of earth pressure, friction and inertial … More force is affected by the relation between foundation displacement and ground displacement, the height of non-liquefied crust layer, and the relation of natural period of superstructure and ground; (2) The subgrade reaction within a pile group in non-liquefied ground is larger in the leading piles than in the following piles, while that in liquefied ground is larger in the outside piles than the inside piles. As a result, the horizontal load is the largest in the leading piles in non-liquefied ground but in the outside piles in liquefied ground; (3) Buckling stress is estimated by buckling length, soil stiffness and support condition. The slenderness ratio proposed in this study corresponds to that indicated in the guideline for steel structures; (4) Not only soil-pile-structure response but also pile stress is affected such parameter as; predominant period of input motion, natural periods of superstructure and ground, occurrence of liquefaction, presence of foundation embedment. The foundation embedment decreases the pile stresses in non-liquefied ground but increases pile stresses in liquefied ground. Less

近期地震后的现场调查表明，位于相似土壤剖面的地基和上部结构的损坏情况可能会有所不同，例如，有些地基受损，但其上部结构没有明显损坏，而有些上部结构倒塌，其基础却没有明显损坏。损坏可能部分是由土-桩-结构相互作用的影响引起的，这表明在抗震设计中应适当考虑动态土-桩-结构相互作用的影响，以减轻对上部结构响应和桩应力的损坏。学习，因此，进行了离心机模型试验、大型振动台试验和数值分析，以估计各种地震荷载条件下的动态土-桩-结构相互作用，并研究新基础系统的可能性。试验结果和分析表明（1）。）土压力、摩擦力和惯性力的组合受地基位移与地面位移的关系、非液化结皮层的高度以及上部结构与地面的自然周期关系的影响；（2）路基；堆群内的反应前桩的非液化地基大于后桩，而外桩的液化地基大于内桩，因此非液化地基中前桩的水平荷载最大。（3）通过屈曲长度、土体刚度和支撑条件来估计屈曲应力。本研究中提出的长细比与钢导则中的规定相对应。 (4) 不仅土-桩-结构响应受到影响，而且桩应力也受到以下参数的影响：输入运动的主周期、上部结构和地面的自然周期、液化的发生、地基嵌入的存在。非液化地基中的桩应力增加，但液化地基中的桩应力增加较小。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

入力地震動が液状化過程での地盤と杭・構造物の動的相互作用に与える影響

液化过程中输入地震运动对地面、桩和结构之间动力相互作用的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
杉本良介;鈴木比呂子;時松孝次
通讯作者：
時松孝次

大型震動台実験に基づく液状化地盤-群杭-構造物系相互作用の検討

基于大型振动台试验的液化地基群桩-结构体系相互作用研究

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
時松孝次;佐藤正義;田端憲太郎;鈴木比呂子
通讯作者：
鈴木比呂子

遠心載荷実験における基礎の根入れ効果が杭頭水平力に及ぼす影響と液状化層厚-上部構造物慣性力と土圧合力・側面摩擦力の位相差-

离心加载试验中基础埋置效果对桩头水平力和液化层厚度的影响-上部结构惯性力、土压力合力、侧摩力相位差-

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
日本建築学会構造系論文集 625
影响因子：
0
作者：
角田克洋;金子佳生;桐越一紀;大西宏治;宮本則幸;羅黄順;三橋博三;金子佳生;金子佳生;大作亮平;竹林裕高;下川博之;大作亮平;伊達安基;大作亮平;石原誠一郎;金子佳生;竹林裕高;Yoshio KANEKO;Yoshio KANEKO;Ryohei OSAKU;Hirotaka TAKEBAYASI;Hiroyuki SHIMOKAWA;Ryohei OSAKU;Yasumoto DATE;田村修次
通讯作者：
田村修次

液状化地盤において杭頭移動を生じる鋼管杭の曲げ座屈荷重

液化地基中引起桩头移动的钢管桩弯曲屈曲载荷